Аннотация: Проаналізовано причини передчасного виходу з ладу та малого терміну служби матриці для холодної висадки для коротких і грубих сферичних роликів у практичному застосуванні та вдосконалено структуру сферичної роликової матриці. Експериментальні результати показують, що покращений термін служби матриці значно покращився, а якість формування вальців також значно покращилася.

Ключові слова: сферичний ролик; Холодна висадка; цвіль; Комбінований тип

Існуючі проблеми та аналіз причин

Методи подачі сферичних роликів включають поворот і холодну висадку. Для невеликих сферичних роликів діаметром менше 22 мм одностанційна машина холодної висадки Z31-25 широко використовується для подачі в Китаї. Існують невизначені фактори, такі як значні зміни розмірів і нестабільна якість штампування при одностанційному холодному формуванні. Особливо для коротких і грубих малих сферичних роликів (діаметром 15~22 мм і довжиною 12~20 мм), у процесі холодної висадки, з одного боку, через те, що довжина ролика менша за діаметр , зріз матеріалу схильний до деформації та великої деформації під час різання; З іншого боку, через велику деформацію висадки, щоб забезпечити повний зовнішній діаметр валика, а торцева поверхня плоска, сила холодного висадки, яку несе прес-форма під час штампування, є найбільшою відносно конічної та циліндричні ролики. Таким чином, існували такі проблеми, як ранній вихід з ладу та короткий термін служби холодної висадки матриць у фактичному процесі холодної висадки.

Через обмеження власної довжини та розміру конструкція увігнутої форми матриці коротких і грубих малих сферичних роликів зазнала процесу зміни від цілісної (рис. 1) до групової (рис. 2). Згідно з аналізом напруги увігнутої матриці під час холодної висадки, тертя між стержнем і увігнутою матрицею в основному відбувається в осьовій області малої кінцевої фаски валика під час обробки, і ця область також піддається осьовому напруженню розтягування . Таким чином, цілісна увігнута матриця, швидше за все, вийде з ладу на ранній стадії, причому основними формами відмови є пошкодження фаски, падіння блоків тощо. Для малих сферичних роликів з діаметром ролика не більше 14 мм термін служби увігнутої форми може досягати 5000 гран; Однак для невеликих сферичних роликів із розміром діаметра ролика понад 14 мм термін служби увігнутої форми може досягати лише 2000 зерен, і після виходу з ладу вся увігнута форма викидається, що призводить до значних відходів. Крім того, загальна увігнута форма обробляється за допомогою GCr15, яка є цільною формою. При термічній обробці використовується метод місцевого гарту. Завдяки низькій міцності на стиск GCr15 і неглибокому шару затвердіння під час термічної обробки форма має короткий термін служби.

Рисунок 1 Інтеграл Рисунок 2 Склад групи

Невелика комбінована увігнута форма (рис. 2) має попередньо напружену комбіновану структуру з використанням попередньо напруженого кільця (перехідної втулки). Ця структура характеризується відокремленням формувальної частини форми без розділення верхньої та нижньої форм робочої втулки та використанням високоефективних матеріалів форми для обробки робочої порожнини. Однак під час процесу холодної висадки роликова фаска матриці піддається комбінованій дії осьової напруги розтягування, радіальної напруги стиску та тертя. Це все ще найслабша ланка матриці матриці, і на фасці матриці під час використання часто виникають рання втома та тріщини.

2. Заходи з удосконалення

Відповідно до проблем, які існують у структурі оригінальної увігнутої прес-форми зі сферичним роликом, деякі підприємства прийняли 7-увігнуту форму зі структурою, показаною на малюнку 3. Однак, якщо використовувати увігнуту форму з такою структурою для пресування короткі та грубі сферичні ролики, верхня матриця двошарової втулки відносно коротка, і під дією ударної сили циклу холодного завантаження ядро ​​верхньої матриці робочої втулки легко запускати. Для подальшої оптимізації структури матриці та збільшення терміну служби матриці вжито таких заходів щодо вдосконалення:

Малюнок 3 Жіночий кубик із семи тіл

Використовується попередньо напружена комбінована увігнута форма, а порожнина форми розділена. Використання попередньо напруженої композитної матриці може досягти необхідної напруги попереднього стиснення на шарі матриці, зменшити зміщення матриці назовні та, таким чином, зменшити напругу розтягування, що виникає під час холодної висадки; Розділ порожнини форми може запобігти концентрації напруги на фасці та зменшити тертя. Після розділення товщина подвійного шару покриття є відносно малою, яка схильна до руху назовні під час використання. Цю проблему можна вирішити шляхом збільшення кількості перешкод або збільшення товщини двошарового покриття. Однак через універсальність чохла бувають ситуації багаторазового використання. Якщо кількість перешкод збільшиться, універсальність покриття буде пошкоджено. Тому було вирішено збільшити товщину двошарової втулки та подовжити позиціонуючу поверхню, щоб запобігти зовнішньому переміщенню двошарової втулки. Враховуючи загальну товщину прес-форми, товщина двошарової втулки збільшується на 8-15 мм.

Монтажні розміри. Після потовщення двошарової втулки загальна висота збірки та глибина порожнини змінюються. Таким чином, кроковий отвір виточується з великого кінця внутрішнього конуса для робочої втулки в двошаровій втулці, а сходинка — з малого торця основи, як показано на малюнках 4 і 5. Під час складання встановіть невеликі сходинки на основі у внутрішній отвір за робочою втулкою з зазором між ними, який може забезпечити як глибину порожнини форми, так і загальну висоту складання. Крім того, під час процесу складання усадка верхньої та нижньої форм є нерівномірною, тому між розмірами розділення верхньої та нижньої форм має бути забезпечений зазор понад 0.15 мм.

Рисунок 4 Покращена верхня форма Рисунок 5 Покращена нижня форма

Згідно з удосконаленнями, структура вдосконаленої матриці холодної висадки для коротких і грубих малих сферичних роликів показана на малюнку 6. Покращена увігнута структура форми має такі характеристики: форма приймає комбіновану структуру, і після того, як порожнинна частина виходить з ладу загальні частини (такі як оболонки та гвинтові накладки) також можна використовувати повторно; Подовження позиціонуючої поверхні двошарової втулки запобігає переміщенню подвійної втулки назовні під час роботи; Уникають передчасного руйнування фаски після відділення робочої порожнини.

Використовуючи покращену конструкцію матриці, були проведені експерименти на матрицях холодної висадки для кількох типів роликів, таких як 361023024. Дані випробувань наведено в таблиці 1. З таблиці видно, що покращений термін служби увігнутої матриці був значно покращено, а також значно покращено якість формування оброблених роликів.

Таблиця 1 Порівняння терміну служби прес-форми та якості обробки роликів до та після вдосконалення

3. Висновок

Статистичні дані випробувань відстеження свідчать про те, що покращення структури увігнутої матриці для коротких і грубих малих сферичних роликів досягло хороших результатів, а ранні види відмови, такі як фаска, відколи та розтріскування, були усунені. Увігнуту матрицю з такою структурою можна використовувати у великих кількостях під час процесу холодного вивантаження та подачі невеликих сферичних роликів.

Детальніше про WBMІнструменти для шліфування торцевої поверхні Modler:

Weichuang тепер має можливість постачати повний набір інструментів для лінії шліфування конічних роликів Modler. Наші інструменти добре підходять до безцентрової шліфувальної машини Modler і торцевої шліфувальної машини Modler. І допомогти клієнтам виготовити високоточні ролики з низькою вартістю.

https://www.bearingroller.com/tools/modler-end-face-grinder-tools.html